基因工程、克隆技术.ppt
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1、第一讲第一讲 基因工程、细胞工程基因工程、细胞工程专题专题 现代生物科技现代生物科技题组题组1基因工程基因工程1(2010全国全国,5)下列叙述符合基因工程概念的是下列叙述符合基因工程概念的是 ()AB淋巴细胞与肿瘤细胞融合,杂交瘤细胞中含有淋巴细胞与肿瘤细胞融合,杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗淋巴细胞中的抗 体基因体基因 B将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌,获得能产生人干将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌,获得能产生人干 扰素的菌株扰素的菌株 C用紫外线照射青霉菌,使其用紫外线照射青霉菌,使其DNA发生改变,通过筛选获得青霉素发生改变,通过筛选获得青霉素 高产菌株高产菌株 D
2、自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌整合到细菌 DNA上上解析解析:基因工程是在生物体外,通过对基因工程是在生物体外,通过对DNA分子进行人工分子进行人工“剪切剪切”和和“拼拼接接”,对生物的基因进行改造和重新组合,然后导入受体细胞内进行无,对生物的基因进行改造和重新组合,然后导入受体细胞内进行无性繁殖,使目的基因在受体细胞内表达,产生出人类所需要的基因产性繁殖,使目的基因在受体细胞内表达,产生出人类所需要的基因产物。所以物。所以B为基因工程,而为基因工程,而A为动物细胞工程,为动物细胞工程,C为诱变育种,为诱变育种,D无人为无人为因
3、素不属于基因工程。因素不属于基因工程。答案:答案:B2(20102010浙江理综,浙江理综,2 2)在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过 程中,下列操作错误的是程中,下列操作错误的是 ()A用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸 B用用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体 C将重组将重组DNA分子导入烟草原生质体分子导入烟草原生质体 D用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞解析解析:限制性核酸内切酶用于提取目的基因和切割载体,烟草
4、花叶病毒限制性核酸内切酶用于提取目的基因和切割载体,烟草花叶病毒的遗传物质是的遗传物质是RNA,不能用限制性核酸内切酶切割,不能用限制性核酸内切酶切割,A项错误;项错误;DNA连连接酶可以连接具有相同黏性末端的目的基因和载体,接酶可以连接具有相同黏性末端的目的基因和载体,B项正确;受体细胞项正确;受体细胞可以是受精卵和体细胞,也可以是去除细胞壁的原生质体,可以是受精卵和体细胞,也可以是去除细胞壁的原生质体,C项正确;项正确;目的基因为抗除草剂基因,所以未成功导入目的基因的细胞不具有抗除目的基因为抗除草剂基因,所以未成功导入目的基因的细胞不具有抗除草剂的能力,筛选时应该用含除草剂的培养基筛选转基
5、因细胞,草剂的能力,筛选时应该用含除草剂的培养基筛选转基因细胞,D项正项正确。确。答案:答案:A题组题组2细胞工程细胞工程1(2010广东理综,广东理综,24)新技术的建立和应用对生物学发展至关重要。新技术的建立和应用对生物学发展至关重要。下列技术下列技术(或仪器或仪器)与应用匹配正确的是与应用匹配正确的是(双选双选)()APCR技术技术扩增蛋白质扩增蛋白质 B杂交瘤技术杂交瘤技术制备单克隆抗体制备单克隆抗体 C光学显微镜光学显微镜观察叶绿体的基粒观察叶绿体的基粒 D花粉离体培养花粉离体培养培育单倍体植物培育单倍体植物解析解析:本题主要考查技术本题主要考查技术(或仪器或仪器)与应用的匹配情况。
6、与应用的匹配情况。A项,项,PCR技术技术的应用是扩增基因,而不是蛋白质;的应用是扩增基因,而不是蛋白质;B项,杂交瘤技术的应用是制备单项,杂交瘤技术的应用是制备单克隆抗体,杂交瘤细胞既能无限增殖,又能产生特异性抗体;克隆抗体,杂交瘤细胞既能无限增殖,又能产生特异性抗体;C项,叶项,叶绿体属于显微结构,可用光学显微镜观察,叶绿体中的基粒属于亚显微绿体属于显微结构,可用光学显微镜观察,叶绿体中的基粒属于亚显微结构,则需电子显微镜才能观察;结构,则需电子显微镜才能观察;D项,培育单倍体植物主要包括花粉项,培育单倍体植物主要包括花粉离体培养和用秋水仙素处理两大步骤。离体培养和用秋水仙素处理两大步骤。
7、答案答案:BD2(2010浙江理综,浙江理综,4)下列关于动物细胞培养的叙述,正确的是下列关于动物细胞培养的叙述,正确的是 ()A培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞 B克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变 C二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的 D恶性细胞系的细胞可进行传代培养恶性细胞系的细胞可进行传代培养 3(2010江苏生物,江苏生物,24)明党参是我国珍稀药用植物,对其进行保护性开明党参是我国珍稀药用植物,对其进行保护性开 发利用的方法
8、有发利用的方法有(多选多选)()A设计细胞培养反应器,实现药用成分的工厂化生产设计细胞培养反应器,实现药用成分的工厂化生产 B大量培养愈伤组织,直接提取药用成分大量培养愈伤组织,直接提取药用成分 C大规模栽培组织培养苗,获取药用成分大规模栽培组织培养苗,获取药用成分 D利用组织培养获得胚状体,制成人工种子利用组织培养获得胚状体,制成人工种子 考点考点1基因工程相关知识考查基因工程相关知识考查1基因工程的基本工具的比较基因工程的基本工具的比较作用作用特点特点(条件条件)(1)识别识别特定的核苷酸特定的核苷酸序列序列(2)在特定位点上切割在特定位点上切割(1)EcoliDNA连连接接酶酶只能只能连
9、连接黏性末端接黏性末端(2)T4DNA连连接接酶酶能能连连接黏性末端和平末端接黏性末端和平末端(1)能在宿主能在宿主细细胞胞内内稳稳定存在并大定存在并大量复制量复制(2)有多个限制有多个限制酶酶切割位点切割位点(3)具有特殊的具有特殊的标标记记基因基因常用常用类类型型EcoR限制限制酶酶Sma限制限制酶酶EcoliDNA连连接接酶酶T4DNA连连接接酶酶质质粒、粒、噬菌体噬菌体的衍生物、的衍生物、动动植植物病毒物病毒限制限制酶酶DNA连连接接酶酶载载体体作用作用切割目的基因和切割目的基因和载载体体拼接拼接DNA片段,形成片段,形成重重组组DNA携携带带目的基因目的基因进进入受体入受体细细胞胞作
10、用作用部位部位两核苷酸的脱氧核糖与磷酸两核苷酸的脱氧核糖与磷酸间间形成的磷酸二形成的磷酸二酯键酯键2.将目的基因导入受体细胞中的方法的比较将目的基因导入受体细胞中的方法的比较生物种生物种类类植物植物细细胞胞动动物物细细胞胞微生物微生物细细胞胞常用方法常用方法农农杆菌杆菌转转化法化法显显微注射法微注射法Ca2处处理法理法受体受体细细胞胞体体细细胞胞受精卵受精卵原核原核细细胞胞转转化化过过程程目的基因插入目的基因插入Ti质质粒的粒的T-DNA上上农农杆菌杆菌导导入植物入植物细细胞胞整合到受体整合到受体细细胞的染色体胞的染色体DNA表达表达目的基因表达目的基因表达载载体体提提纯纯提提纯纯取卵取卵(受
11、受精卵精卵)显显微注射微注射受精卵受精卵发发育育获获得得具有新性状的具有新性状的动动物物Ca2处处理理细细胞胞感受感受态细态细胞胞重重组组表达表达载载体与感体与感受受态细态细胞混合胞混合感受感受态细态细胞吸收胞吸收DNA分子分子3.目的基因的检测内容和方法的比较目的基因的检测内容和方法的比较类类型型步步骤骤检测检测内容内容方法方法结结果果显显示示分子水平分子水平检测检测第一步第一步目的基因是否插入目的基因是否插入受体受体细细胞染色体的胞染色体的DNA上上DNA分子分子杂杂交技交技术术(DNA和和DNA之之间间)是否成功是否成功显显示出示出杂杂交交带带第二步第二步目的基因是否目的基因是否转录转录
12、出出mRNA核酸分子核酸分子杂杂交技交技术术(DNA和和mRNA之之间间)同上同上第三步第三步目的基因是否翻目的基因是否翻译译出蛋白出蛋白质质蛋白蛋白质质分子分子杂杂交交(抗原抗原抗体之抗体之间间)同上同上个体水平个体水平鉴鉴定定包括抗虫或抗病的接种包括抗虫或抗病的接种实验实验,以确定是否有抗性以及抗性程度;,以确定是否有抗性以及抗性程度;基因工程基因工程产产品与天然品与天然产产品品进进行活性比行活性比较较,以确定功能是否相同,以确定功能是否相同等等4.基因工程的应用基因工程的应用表表现现方面方面具体内容具体内容植物基因工程植物基因工程抗虫抗虫转转基因植物基因植物抗病抗病转转基因植物基因植物抗
13、逆抗逆转转基因植物基因植物利用利用转转基因改良植物品基因改良植物品质质动动物基因工程物基因工程提高提高动动物生物生长长速度速度用用转转基因基因动动物生物生产药产药物物(如乳腺生物反如乳腺生物反应应器器)用用转转基因基因动动物作器官移植的供体物作器官移植的供体用于改善畜用于改善畜产产品的品品的品质质基因工程基因工程药药物物控制控制药药品合成的相品合成的相应应基因基因基因治基因治疗疗体外基因治体外基因治疗疗体内基因治体内基因治疗疗5.两种基因治疗途径及其特点两种基因治疗途径及其特点途径途径方法方法特点特点不同点不同点体外基因体外基因治治疗疗从患者体内从患者体内获获得某种、得某种、细细胞胞扩扩增增输
14、输入体内入体内(实实例中第一个例中第一个)操作复操作复杂杂,但,但效果效果较为较为可靠可靠体内基因体内基因治疗治疗直接向患者体内直接向患者体内组织组织中中转转移基移基因因(实实例中第二个例中第二个)方法方法简简便,但便,但效果效果难难以控制以控制相同点相同点都属于基因治都属于基因治疗疗,都是将正常的外源基因,都是将正常的外源基因导导入靶入靶细细胞,以代胞,以代替、修复、替、修复、纠纠正缺陷基因。目前两种方法都正缺陷基因。目前两种方法都处处于于临临床床实验阶实验阶段段6.基因工程与蛋白质工程的比较基因工程与蛋白质工程的比较项项目目蛋白蛋白质质工程工程基因工程基因工程区区别别过过程程设计预设计预期
15、的期的蛋白蛋白质质功能功能设计设计预预期的期的蛋白蛋白质结质结构构推推测测氨基氨基酸序列酸序列找到找到对应对应的的脱氧核苷脱氧核苷酸序列酸序列合成合成DNA表达出表达出蛋白蛋白质质获获取目的基因取目的基因构建表达构建表达载载体体导导入受体入受体细细胞胞目的基因的目的基因的检测检测与与鉴鉴定定实质实质定向改造或生定向改造或生产产人人类类所需的蛋所需的蛋白白质质定向改造生物的定向改造生物的遗传遗传特性,以特性,以获获得人得人类类所需的生物所需的生物类类型或生型或生物物产产品品结结果果生生产产自然界自然界没有没有的蛋白的蛋白质质生生产产自然界中自然界中已有已有的蛋白的蛋白质质联联系系蛋白蛋白质质工程
16、是在基因工程的基工程是在基因工程的基础础上,延伸出来的第二代基因上,延伸出来的第二代基因工程,因工程,因为对现为对现有蛋白有蛋白质质的改造或制造新的蛋白的改造或制造新的蛋白质质,必,必须须通通过过基因修基因修饰饰或基因合成或基因合成实现实现基因工程与蛋白质工程的比较基因工程与蛋白质工程的比较基因工程基因工程蛋白蛋白质质工程工程操作操作环环境境生物体外生物体外生物体外生物体外操作核心操作核心基因基因基因基因操作起点操作起点目的基因目的基因预预期的蛋白期的蛋白质质功能功能结结果果人人类类需要的基因需要的基因产产物物自然界不存在的蛋白自然界不存在的蛋白质质7、对、对DNA连接酶、连接酶、DNA聚合酶
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